(57)【要約】【課題】測定環境で測定された閉曲面上の複数位置のそれぞれまでに対応した伝達関数に基づき、前記測定環境とは別の環境において測定環境での音場を再現する場合において、残響感、音像の定位感の調整を可能とする。【解決手段】再現環境１１において、音像位置に対応する位置に配置したドライ音出力スピーカ９から、伝達関数に基づく演算処理を施さずに音声信号Ｓを出力する。ドライ音出力スピーカ９から出力されたドライ音としての音声は各再現用スピーカ８から出力される再現信号ＳＨと空間的にミックスされることになり、これによって再現音声による残響感を抑えると共に音像の定位感を増すことができる。【選択図】図４
2007124023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
閉曲面の外側において所要の発音位置から音声を発音する発音工程と、
前記閉曲面上における複数位置ごとに、前記発音工程で発音された音声を測定した結果に基づき、前記発音位置から前記複数位置の各々に到達する音声についての伝達関数を生成する伝達関数生成工程と、
入力した音声信号に対し、前記伝達関数生成工程で生成した前記伝達関数に基づく演算処理を施して、前記複数位置の各々に対応した再現用音声信号を得る再現用音声信号生成工程と、
前記複数位置と幾何学的に同等の位置関係となるように配置した複数の第１スピーカから、前記再現用音声信号生成工程で生成した前記再現用音声信号をそれぞれ出力する再現用音声出力工程と、
前記閉曲面に対する前記発音位置の位置関係と同じ位置関係となるようにして前記複数の第１スピーカに対して配置した第２スピーカから、前記音声信号を前記演算処理を施さずに出力するドライ音声出力工程と、
を備えることを特徴とする音場再現方法。
【請求項２】
前記発音工程は、
前記閉曲面の外側における、複数の発音位置からそれぞれ音声を発音し、
前記伝達関数生成工程は、
前記閉曲面上における複数位置ごとに、前記発音工程で発音された前記複数の発音位置からの音声を測定した結果に基づき、前記複数の発音位置のそれぞれから前記複数位置の各々に到達する音声についての伝達関数を生成し、
前記再現用音声信号生成工程では、
前記複数の発音位置ごとに対応する複数の音声信号を入力すると共に、これら発音位置ごとの音声信号に対し、前記伝達関数生成工程で生成した前記伝達関数に基づく演算処理を施すことで、前記複数の発音位置ごとに、前記複数位置の各々に対応した再現用音声信号を得るようにされ、
前記再現用音声出力工程では、
前記再現用音声信号生成工程により前記発音位置ごとに得た、前記複数位置の各々に対応した再現用音声信号を、前記複数位置と幾何学的に同等の位置関係となるように配置した複数の第１スピーカからそれぞれ出力するようにされると共に、
前記ドライ音声出力工程は、
前記閉曲面に対する前記複数の発音位置の位置関係と同じ位置関係となるようにして前記複数の第１スピーカに対して配置した複数の第２スピーカから、前記発音位置ごとに対応する音声信号をそれぞれ前記演算処理を施さずに出力する、
ことを特徴とする請求項１に記載の音場再現方法。
【請求項３】
前記発音工程は、
立体による閉曲面の外側における発音位置から音声を発音し、
前記伝達関数生成工程は、
前記閉曲面内における複数段の水平面のそれぞれの外周上における複数位置ごとに、前記発音工程で発音された音声を測定した結果に基づき、前記発音位置からそれぞれの前記水平面上の前記複数位置の各々に到達する音声についての伝達関数を生成し、
前記再現用音声信号生成工程では、
入力した音声信号に対し、前記伝達関数生成工程で生成した伝達関数に基づく演算処理を施して、それぞれの前記水平面上の前記複数位置の各々に対応した再現用音声信号を得るようにされ、
前記再現用音声出力工程では、
それぞれの前記水平面上の前記複数位置と幾何学的に同等の位置関係となるように配置した複数の前記第１スピーカから、前記再現用音声信号生成工程で生成した前記再現用音声信号をそれぞれ出力するようにされる、
ことを特徴とする請求項１に記載の音場再現方法。
【請求項４】
前記伝達関数生成工程では、
前記発音工程で発音された音声を、前記水平面中心から法線方向外側に向けた単一指向性マイクロフォンを用いて測定し、
前記再現用音声出力工程では、
前記複数のスピーカとして、前記発音工程で配置した前記単一指向性マイクロフォンのそれぞれの向きとは逆向きとなるように配置した単一指向性スピーカにより、前記再現用音声信号を出力する、
ことを特徴とする請求項３に記載の音場再現方法。
【請求項５】
前記水平面を３段以上とすることを特徴とする請求項３に記載の音場再現方法。
【請求項６】
さらに、前記閉曲面に対する前記発音位置までの距離と、前記複数の第１スピーカが配置される閉曲面に対する前記第２スピーカまでの距離との誤差に応じて、前記第１スピーカから出力されるべき前記再現用音声信号、または前記第２スピーカから出力されるべき前記音声信号の遅延時間を調整する遅延時間調整工程を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載の音場再現方法。
【請求項７】
閉曲面の外側における所要の発音位置から発音された音声を前記閉曲面上における複数位置ごとに測定した結果に基づき生成された、前記発音位置から前記複数位置の各々に到達する音声についての伝達関数に基づいて、音声信号に対し演算処理を施して生成される前記複数位置の各々に対応した再現用音声信号を、前記複数位置と幾何学的に同等の位置関係となるように配置された複数の第１スピーカからそれぞれ出力する再現用音声出力工程と、
前記閉曲面に対する前記発音位置の位置関係と同じ位置関係となるようにして前記複数の第１スピーカに対して配置された第２スピーカから、前記音声信号を前記演算処理を施さずに出力するドライ音声出力工程と、
を備えることを特徴とする音声信号処理方法。
【請求項８】
閉曲面の外側における所要の発音位置から発音された音声を前記閉曲面上における複数位置ごとに測定した結果に基づき生成された、前記発音位置から前記複数位置の各々に到達する音声についての伝達関数に基づいて、音声信号に対し演算処理を施して生成される前記複数位置の各々に対応した再現用音声信号を、前記複数位置と幾何学的に同等の位置関係となるように配置された複数の第１スピーカからそれぞれ出力する再現用音声出力手段と、
前記閉曲面に対する前記発音位置の位置関係と同じ位置関係となるようにして前記複数の第１スピーカに対して配置された第２スピーカから、前記音声信号を前記演算処理を施さずに出力するドライ音声出力手段と、
を備えることを特徴とする音声信号処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、或る環境の音場を別の環境にて再現するための音場再現方法に関する。また、或る環境の音場を別の環境にて再現するのに好適な音声信号処理方法、及び音声信号処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００２−１８６１００号公報
【０００３】
例えば映画、音楽などのコンテンツを視聴、聴取する場合、再生音声に臨場感を与えるために残響を付加することが行われている。
残響付加処理としては、いわゆるデジタルリバーブ方式が知られている。このデジタルリバーブ方式は、原音に対してランダムなディレイタイムとされるディレイ情報を多数発生させ、さらに、ディレイタイムが長くなるほど音量を小さくしたり、ディレイタイムの長い箇所でフィードバックを掛けて残響時間を長くとる等の信号処理を行うものである。これにより原音に対して人工的に残響効果を生成することができる。
しかし、ディレイ情報を生成するためのパラメータは、そのパラメータの設定を行う作業者の聴感に基づいて設定されるので、この設定作業は繁雑なものとなる。また、人工的に残響を作り出すことから原音を定位させるという概念がなく、音場の再現に優れたものではない。
【０００４】
これに対し、実際に音場空間においてインパルス応答の測定を行って、音源の定位などの空間情報に基づいて残響効果を得るための手法として、例えば上記特許文献１に記載の技術が知られている。
この特許文献１に記載の技術では、例えば図１に示されているように、ホールなどの測定環境（測定音場）１に、音源として測定用のスピーカ３を配置する。そして、この測定用スピーカ３にＴＳＰ（Time Streched Pulse）信号などとされるインパルス応答測定用の音声信号を供給して、同じ音場内の所要の位置に配置された複数の測定用マイク４（ａ〜ｐ）に対して、測定用スピーカ３から出力される測定用音声を入力させる。この場合、例えば測定用マイク４ａでは、図１に矢印で示されているように、測定用スピーカ３からの直接音、及び測定用スピーカ３から出力され測定環境としてのホール内で反射した反射音を検出することができる。図示は省略しているが、このことは他の測定用マイク４ｂ、４ｃ、４ｄ・・・４ｐについても同様である。
そこで、各測定用マイク４（ａ〜ｐ）により検出された音声信号に基づき、残響を含むインパルス応答を測定することで、測定用スピーカ３から各測定用マイク４までのそれぞれに対応した伝達関数を求めることができる。
【０００５】
このような伝達関数を用いれば、例えば図３に示されるようにして、図１の場合の各測定用マイク４と同じ位置関係によりスピーカ８（ａ〜ｐ）を配置した環境（再現環境１１）で、図１の測定環境１での音場を再現することができる。
つまり、上記のようにして各測定用マイク４のそれぞれの配置位置までに対応した伝達関数が求まれば、再生したい音声信号をこれらの伝達関数を用いてそれぞれ畳み込むことで、各スピーカ８の配置位置から出力すべき音声信号が得られる。従ってそれらの音声信号を、対応する位置に配置したスピーカ８からそれぞれ出力することで、これらスピーカ８に囲まれた空間内にて図１の測定環境１と同様の残響効果を得ることができる。
このような方式は、実際に測定した伝達関数を用いるので、再生時における音場の再現性に優れたものとなる。また同時に、音像定位としても明確なものとなる。
【０００６】
なお、このとき重要なのは、図１の測定環境１おける測定用マイク４（ａ〜ｐ）と、図３の再現環境１１におけるスピーカ８（ａ〜ｐ）とが幾何学的に同等の位置関係で配置されるようにすることである。このようにすることで、再現環境１１においてスピーカ８に囲まれた領域（閉曲面）内では、測定音場の音源の定位（音像定位）が明確に再現されるようになり、測定環境１での音場を明確に再現することが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このようにして上記特許文献１に記載の手法によれば、ホールなどの測定環境での実際の音声測定結果に基づく音響再生を行うことで、測定環境とは別の空間において、その測定環境に特有の残響感や、仮想音像の定位感を与えることができる。
【０００８】
但し、このような音場再現の手法では、例えば測定環境で用いるマイク４、すなわち再現環境で用いるスピーカ８の数が極端に少なかったり、またマイク４同士の間隔、つまりスピーカ８同士の間隔が極端に広すぎる場合等に、思うような残響感・定位感を得ることができない場合があった。具体的には、残響が過多な、大きなホールで聞いているような輪郭のぼやけた音が再現されてしまうといったものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そこで、本発明では以上のような問題点に鑑み、音場再現方法として以下のようにすることとした。
すなわち、先ず、閉曲面の外側における所要の発音位置から音声を発音する発音工程を備える。
また、前記閉曲面上における複数位置ごとに、前記発音工程で発音された音声を測定した結果に基づき、前記発音位置から前記複数位置の各々に到達する音声についての伝達関数を生成する伝達関数生成工程を備える。
また、入力した音声信号に対し、前記伝達関数生成工程で生成した前記伝達関数に基づく演算処理を施して、前記複数位置の各々に対応した再現用音声信号を得る再現用音声信号生成工程を備える。
また、前記複数位置と幾何学的に同等の位置関係となるように配置した複数の第１スピーカから、前記再現用音声信号生成工程で生成した前記再現用音声信号をそれぞれ出力する再現用音声出力工程を備える。
また、前記閉曲面に対する前記発音位置の位置関係と同じ位置関係となるようにして前記複数の第１スピーカに対して配置した第２スピーカから、前記音声信号を前記演算処理を施さずに出力するドライ音声出力工程を備えるようにした。
【００１０】
上記のようにして、前記閉曲面に対する前記発音位置の位置関係と同じ位置関係となるようにして前記複数の第１スピーカに対して配置した第２スピーカから、前記音声信号を前記演算処理を施さずに出力するということは、第１スピーカに囲まれた空間内の聴取者に対し、第１スピーカからの再現音声と共に、この再現音声が元とした音声（ドライ音）を前記発音位置に相当する位置（仮想音像位置）から出力していることになる。
このように再現音声と共にそのドライ音を仮想音像位置から出力することで、音像の定位感を増すことができると共に、残響感を抑えることができる。
【発明の効果】
【００１１】
このようにして本発明によれば、再現音声と共にそのドライ音を測定時の発音位置に相当する位置から出力することで、音像の定位感を増すことができると共に、残響感を抑えることができるので、残響感及び音像の定位感についての調整が可能となる。これにより、例えば第１スピーカとして用いる数が少なかったりそれぞれの間隔が広い等により所望の残響感・音像定位感が得られないといった場合にも、これを対策することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下実施の形態とする）について説明していく。
なお、本明細書において、特に断らなければ、音声信号に対する「伝達関数に基づく演算処理」とは、音声信号に対して伝達関数を畳み込み積分処理を施すことや、伝達関数をフィルタ係数として設定したＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタによって音声信号にフィルタ処理を施すことを指すものとする。
【００１３】
先ず、実施の形態としての音場再現の手法についての説明に先立ち、以下の図１〜図３により、本実施の形態としての音場再現を実現するにあたってその基とする基本技術について説明する。なお、この基本技術の内容は本出願人の先の出願である「特開２００２−１８６１００号公報」にも記載されている。
【００１４】
図１において、測定環境１は、後に説明する再現環境１１において再現しようとする音場であり、この場合は例えばコンサートホールやライブ会場（ライブハウス）などとして考えればよい。
この測定環境１には、例えば当該測定環境１の壁に近接しない位置における、半径Ｒ＿ｂｎｄとなる円周上に、測定用マイク（マイクロフォン）４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、４ｇ、４ｈ、４ｉ、４ｊ、４ｋ、４ｌ、４ｍ、４ｎ、４ｏ、４ｐを配置する。
このように各測定用マイク４（ａ〜ｐ）が配置される半径Ｒ_ｂｎｄとなる円周は、後述する再現環境１１において測定環境１の音場を再現するエリアを規定するものであり、以下ではこのように音場再現を行うエリアを規定する閉曲面のことを、閉曲面１０と称する。
【００１５】
各測定用マイク４（ａ〜ｐ）は、図示するようにしてその指向性を閉曲面１０の中心からの法線方向において外側に向けるものとする。なお、本明細書における以降の説明においてもマイクロフォンに示される矢印は、その指向性を示すものとする。
また、閉曲面１０の中心から距離Ｒ＿ｓｐとなる位置に、仮想音源として測定用スピーカ３を配置する。この測定用スピーカ３に対しては、測定用信号再生部２から測定用信号が供給される。この測定用信号としては、後述するインパルス応答測定のためのＴＳＰ（Time Streched Pulse：時間引き延ばしパルス）信号を出力するようにされる。
なお、測定用スピーカ３は、後述する再現環境１１における仮想スピーカを再現するために備えられることから、その指向性や周波数特性は、再現環境１１における聴取者に対する聴感を想定したものとすることが望ましい。
【００１６】
この測定環境１における測定は、測定用スピーカ３に測定信号ＴＳＰを供給して、測定用スピーカ３から出力された測定用音声を各測定用マイク４（ａ〜ｐ）入力させるようにするが、図１においては、測定用スピーカ３から測定用マイク４ａに至る音声の経路を模式的に示している。
各測定用マイク４（ａ〜ｐ）で検出された音声信号は、図示していないインパルス応答測定装置に供給され、ここでは各測定用マイク４で検出された音声の音圧に基づいて、測定用スピーカ３から各測定マイク４（ａ〜ｐ）までに対応したインパルス応答が測定される。このインパルス応答は、大きなホールなどでは５〜１０秒程度であることもあるが、小さなホールや響きの少ないホールなどではより短い時間長となることもある。この測定により、各インパルス応答に基づいた伝達関数を求めることができる。すなわち、図１には、測定用マイク４ａに対応した伝達関数Ｈａを求める場合の音声の経路が示されている。また、図示していないが、測定用マイク４ｂ〜測定用マイク４ｐについても、同様にそれぞれに対応した伝達関数Ｈｂ〜Ｈｐを求めることができる。
【００１７】
なお、インパルス応答の測定は、各測定用マイク毎に行ってもよいし、全ての測定用マイク４（ａ〜ｐ）に対して同時に行うようにしてもよい。また、測定用信号はＴＳＰ信号に限らず、擬似ランダム雑音や音楽信号などを用いてもよい。
また、測定用マイク４としては１つのみを用い、これを図中の測定用マイク４ａ〜４ｐの配置位置ごとに順次配置して測定を行うようにすることもできる。
また、以降の説明においても、測定環境１における測定用スピーカから測定用マイクまでの伝達関数は「Ｈ」により表す。
【００１８】
このようにして、測定環境１においては各測定用マイク４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ・・・４ｐに対応した伝達関数Ｈａ、Ｈｂ、Ｈｃ、Ｈｄ・・・Ｈｐを求めることができる。そして、これらの伝達関数Ｈａ〜Ｈｐを用いることにより、測定環境１とは別の環境（再現環境１１）で当該測定環境１の音場を再現することができるようになる。
【００１９】
図２は、再現環境における再現音声の再生系（再現信号生成装置）の構成について示している。
再現信号生成装置５において、音声再生部６は、任意の音声信号Ｓを出力することができるようにされている。この音声再生部６から出力された音声信号Ｓは、演算部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ・・・７ｎ、７ｏ、７ｐに供給される。個々の演算部７（ａ〜ｐ）には、それぞれ上記のようにして測定用マイク４ａ〜４ｐ対応に測定された伝達関数Ｈａ〜Ｈｐのうち、同じ添え字（アルファベット）の付される伝達関数Ｈが設定されており、各演算部７は、供給された音声信号Ｓに対してそれぞれ設定された伝達関数Ｈに基づく演算処理を施す。これにより、各演算部７（ａ〜ｐ）からは、音声信号Ｓに対して伝達関数に対応するインパルス応答が畳み込まれた再現信号ＳＨａ、ＳＨｂ、ＳＨｃ、ＳＨｄ・・・ＳＨｎ、ＳＨｏ、ＳＨｐが出力される。
なお、先にも述べたが、各演算部７の動作は、それぞれ設定された伝達関数（インパルス応答）をフィルタ係数として設定したＦＩＲフィルタによっても実現することができる。このことは、後述する全ての「演算部」についても同様である。
【００２０】
各再現信号ＳＨ（ａ〜ｐ）は、再現環境１１に配置されている再現用スピーカ８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ・・・８ｎ、８ｏ、８ｐに供給される。これにより、各再現用スピーカ８（ａ〜ｐ）からは、測定環境１における伝達関数Ｈ（ａ〜ｐ）に基づいた再現信号ＳＨ（ａ〜ｐ）による音声が出力される。
【００２１】
図３は再現環境１１について説明する模式図である。
再現環境１１は、例えば無響室や、残響の少ないスタジオなどとされる。
この再現環境１１に、図２に示した再現用スピーカ８（ａ〜ｐ）を配置する。この場合、再現用スピーカ８（ａ〜ｐ）は、図１に示した測定用マイク４（ａ〜ｐ）の配置位置に対応させ、半径Ｒ＿ｂｎｄで形成される閉曲面１０の外周上に配置される。つまり、再現用スピーカ８（ａ〜ｐ）、測定用マイク４（ａ〜ｐ）において同一の添え字（アルファベット）を付したものの配置位置どうしが対応している。つまり、再現環境１１におけるこれら再現用スピーカ８（ａ〜ｐ）は、測定環境１における測定用マイク４（ａ〜ｐ）と幾何学的に同等の配置関係が得られるようにして配置されている。
【００２２】
また、各再現用スピーカ８（ａ〜ｐ）としては、閉曲面１０の法線方向内側に向けてそれぞれ配置される。すなわち、各再現用スピーカ８（ａ〜ｐ）としては、測定環境１における閉曲面１０上に配置された各測定用マイク４（ａ〜ｐ）とはそれぞれ逆向きに配置される。
なお、測定環境１における閉曲面１０と再現環境１１における閉曲面１０とは、それぞれ別々の空間に存在する閉曲面ではあるが、ここでは同一半径により形成される幾何学的に同等の閉曲面ということで、便宜上同一の符号を付している。
【００２３】
そして、これら再現用スピーカ８（ａ〜ｐ）から、先の図２に示したようにして上記再現信号ＳＨ（ａ〜ｐ）を供給して出力することで、この再現環境１１における閉曲面１０の内側に居る聴取者は、図１に示した測定用スピーカ３から音声信号Ｓを再生した場合の音場が再現環境１１の閉曲面１０の外側に擬似的に再現されているように感じることができる。
【００２４】
ここで、或る閉曲面内に音源がない場合、その音場を別の場所で正確に再現するためには、原音場と再現音場とで閉曲面の外周の音圧と法線方向の粒子速度を一致させればよいということが知られている（公知文献：電子情報通信学会編「音響システムとディジタル処理」（コロナ杜）を参照）。つまり、原音場における閉曲面外側から入力される音声の波面の続きを、再現音場での閉曲面の内側において再現すればよいものである。
具体的には、閉曲面上に双指向性マイクロフォンを無数個設置し、それぞれの設置点における音圧と粒子速度を測定する。このため、測定環境１における閉曲面１０では無数個の測定用マイクを法線方向に外向きに設置し、再現環境１１における閉曲面１０においてはこれらの測定用マイクに対応した無数個の再現用スピーカを配置することで、再現環境１１での閉曲面１０の内側を視聴位置とした場合、聴取者は測定環境１の閉曲面１０内に居る場合と同様の定位感や残響感を得ることができ、さらに、再現環境１１にはない測定用スピーカ３の位置に、仮想音像を知覚することができるようになる。つまり、再現環境１１の閉曲面１０の内側のいずれの聴取位置においても、その外側に測定環境１と同等の音場感を得ることができる。
しかし、上記のように、無数個のマイクロフォンと再現用スピーカを必要とすることは、実際にこれを実現することは困難である。そこで、本出願人は、指向性マイクロフォン、例えば単一指向性マイクロフォンの出力に音圧及び粒子速度成分が含まれることに着目して、有限個数の単一指向性マイクロフォンと、それに対応する数の再現用スピーカでほぼ同様な音響効果が得られることを実験により確かめた。
【００２５】
このようにして、例えばホールなどの測定環境１における音場を、無響室などとされる再現環境１１において再現することができる。
ここで、このことによれば、図１に示したように測定環境１におけるインパルス応答の測定を１回行っておけば、その後、これら測定データ（伝達関数）を用いることで、再現環境１１など測定環境１以外の環境で、随時測定環境１の音場を擬似的に再現することができるようになる。
そして、この場合、先の図２の構成によれば、このように再現される音場で再生する音声としては任意の音声とすることができるので、測定を行ったホールで任意の音声が再生された（任意の演奏が行われた）ものとして再現することができる。
【００２６】
ところで、これまでで説明した音場再現の手法によると、先にも述べたように、例えば測定環境１で用いるマイク４、すなわち再現環境１１で用いるスピーカ８の数が極端に少なかったり、またマイク４同士の間隔、つまりスピーカ８同士の間隔が極端に広すぎる場合等に、思うような残響感・定位感を得ることができない場合があった。具体的には、残響が過多な、大きなホールで聞いているような輪郭のぼやけた音が再現されてしまうといったものである。
【００２７】
そこで、本実施の形態では、再現環境１１における図３に示した仮想音像の位置としての、測定環境１での測定用スピーカ３を配置した位置（発音位置）に相当する位置に対し別途スピーカを配置し、そこから再現信号ＳＨが元とした音声信号Ｓを演算部７に依る演算処理を施さずに出力するものとする。すなわち、このように再現環境１１における音像位置から音声信号Ｓをそのまま出力することで、音像の定位感を増すと共に残響感を抑えるようにするものである。
このような手法として、以下の第１〜第３の実施の形態を提案する。
【００２８】
＜第１の実施の形態＞
第１の実施の形態は、上記図１〜図３の手法と同様に、１つの音像を想定した場合に対応する手法を提案するものである。
なお、第１の実施の形態において、測定環境１で行われる測定は図１にて説明したものと同様となるので、ここでの改めての説明は省略する。
【００２９】
図４は、第１の実施の形態の手法を採る場合における、再現環境１１での再現動作について模式的に示している。
先ず、この場合の再現環境１１では、図示するようにして先の図３にて示した仮想音像の位置に対し、ドライ音出力スピーカ９（第２スピーカ）を配置するようにされる。つまり、測定環境１での閉曲面１０に対する測定用スピーカ３の配置位置（発音位置）の関係と、再現環境１１での閉曲面１０（複数の再現用スピーカ８が配置されて形成される）に対するこのドライ音出力スピーカ９の配置位置との関係が同等となるようにして、ドライ音出力スピーカ９が配置されるものである。
その上で、この場合も閉曲面１０上に配置した各再現用スピーカ８ａ〜ｐ（第１スピーカ）からは、図３の場合と同様に再現信号ＳＨａ〜ｐを出力する。さらに、この場合は上記ドライ音出力スピーカ９より、これら再現信号ＳＨが元とした音声信号Ｓを出力する。
【００３０】
確認のために、次の図５には、第１の実施の形態の場合の再現信号生成装置１５の内部構成を示す。
この再現信号生成装置１５としては、先の図２の再現信号生成装置５と比較してわかるように、音声再生部６からの音声信号Ｓを、各演算部７（ａ〜ｐ）と共にドライ音出力スピーカ９に対しても分岐して出力するように構成されたものとなる。
【００３１】
このような第１の実施の形態によれば、定位させるべき音像の位置から、再現信号ＳＨが元としたドライ音としての音声信号Ｓが出力されることになる。このように音像位置から出力されるドライ音としての音声は、閉曲面１０内において各再現用スピーカ８から出力される再現信号ＳＨと空間的にミックスされることになる。これによって、音像の定位感を増すことができると共に、残響感を抑えるようにすることができる。
【００３２】
このようにして第１の実施の形態によれば、ドライ音出力スピーカ９から音声信号Ｓを出力することで、残響感及び音像の定位感についての調整が可能となる。これにより、例えば再現用スピーカ８（測定用マイク４）として用いる数が少なかったりそれぞれの間隔が広い等により所望の残響感・音像定位感が得られないといった場合にも、これを対策することができる。
【００３３】
＜第２の実施の形態＞
第２の実施の形態は、定位させるべき音像を複数想定した場合に対応するものである。
図６は、第２の実施の形態の場合の測定環境１において行われる測定について模式的に示している。
先ずこの場合は、先の図１と同様の測定用マイク４ａ〜４ｐを配置した測定環境１において、図示するように複数の測定用スピーカ３−１、３−２、３−３、３−４を、閉曲面１０の外側におけるそれぞれ別々の場所に配置する。ここでは、測定用スピーカ３−１の配置位置をPosition1とし、測定用スピーカ３−２の配置位置をPosition2と表している。同様に測定用スピーカ３−３、測定用スピーカ３−４の配置位置は、それぞれPosition3、Position4とする。
すなわち、これらPosition１〜Position4のそれぞれに、音像を定位させようとするものである。
【００３４】
そして、測定用スピーカ３ごとに測定用信号ＴＳＰを供給して測定を行う。
このとき、各測定用マイク４（ａ〜ｐ）においては、各測定用スピーカ３ごとの出力音声信号について検出するようにされる。各測定用マイク４にて得られたこれら測定用スピーカ３ごとの音声信号は、この場合も図示しないインパルス応答測定装置に供給され、これによって各測定用スピーカ３（３−１〜３−４）から各測定マイク４（ａ〜ｐ）までのそれぞれに対応したインパルス応答が測定され、その結果に基づき、各測定用スピーカ３から各測定マイク４までのそれぞれに対応した伝達関数を求めることができる。
例えば図６では、測定用スピーカ３−１から測定用マイク４ａまでに対応した伝達関数Ｈａ−１、測定用スピーカ３−１から測定用マイク４ｂまでに対応した伝達関数Ｈｂ−１を得る経路を模式的に示している。また、同じように測定用スピーカ３−３から測定用マイク４ａまでに対応した伝達関数Ｈａ−３、測定用スピーカ３−３から測定用マイク４ｏまでに対応した伝達関数Ｈｏ−３を求める経路についても模式的に示している。
【００３５】
このようにして、測定用スピーカ３ごとに出力した測定用信号ＴＳＰに応じて、測定用スピーカ３−１から各測定用マイク４ａ〜ｐまでに対応した伝達関数Ｈａ−１〜Ｈｐ−１、測定用スピーカ３−２から各測定用マイク４ａ〜ｐに対応した伝達関数Ｈａ−２〜Ｈｐ−２、測定用スピーカ３−３から各測定用マイク４ａ〜ｐまでに対応した伝達関数Ｈａ−３〜Ｈｐ−３、測定用スピーカ３−４から各測定用マイク４ａ〜ｐまでに対応した伝達関数Ｈａ−４〜Ｈｐ−４を求めることができる。
この場合のインパルス応答の測定は、異なるPositionの測定用スピーカ３からの音声が混在しないように、１つの測定用スピーカ３ごとに測定用信号ＴＳＰを出力して行うことが望ましい。また、複数の測定用スピーカ３を配置する以外にも、１つの測定用スピーカ３を順次各Positionに配置して行うようにすることもできる。
【００３６】
図７は、これら各伝達関数Ｈａ−１〜Ｈｐ−１、Ｈａ−２〜Ｈｐ−２、Ｈａ−３〜Ｈｐ−３、Ｈａ−４〜Ｈｐ−４に基づき再現信号ＳＨを生成する再現信号生成装置２０の構成を示している。
この再現信号生成装置２０としては、複数の音像位置（Position1〜Position4）ごとに、それぞれ異なる音声が出力されるものとして再現することができるように、各Positionに対応した音声再生部６−１、６−２、６−３、６−４を備えるようにされている。
この場合も各音声再生部６としては、任意の音声信号Ｓを出力することができるようにされている。ここでは、各音声再生部６から出力される音声信号Ｓを、それぞれのPositionの番号に対応させて音声信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と示している。
【００３７】
また、この場合の演算部７としては、Position1〜Position4のそれぞれに対応した４セットを設けるものとしている。すなわち、Position1に対応した演算部７ａ−１〜７ｐ−１、Position2に対応した演算部７ａ−２〜７ｐ−２、Position3に対応した演算部７ａ−３〜７ｐ−３、Position4に対応した演算部７ａ−４〜７ｐ−４が設けられる。
Position1に対応する演算部７ａ−１〜７ｐ−１に対しては、図示するように測定用スピーカ３−１から各測定用マイク４（ａ〜ｐ）までに対応する伝達関数Ｈａ−１〜Ｈｐ−１が設定される。これら演算部７ａ−１〜７ｐ−１は、それぞれ音声再生部６−１から入力される音声信号Ｓ１に対し、設定された伝達関数Ｈに基づく演算処理を行って、再現信号ＳＨａ−１〜ＳＨｐ−１を出力する。これによって、先ずは測定用スピーカ３−１（Position1）の音像を再現するための（もちろん残響も含む）再現信号が得られる。
【００３８】
また、Position2に対応する演算部７ａ−２〜７ｐ−２に対しては、測定用スピーカ３−２から各測定用マイク４（ａ〜ｐ）までに対応する伝達関数Ｈａ−２〜Ｈｐ−２が設定され、これら演算部７ａ−２〜７ｐ−２は、それぞれ音声再生部６−２から入力される音声信号Ｓ２に対し設定された伝達関数Ｈに基づく演算処理を行って、再現信号ＳＨａ−２〜ＳＨｐ−２を出力する。これによって測定用スピーカ３−２（Position2）の音像を再現するための再現信号が得られる。
同様に、演算部７ａ−３〜７ｐ−３は、測定用スピーカ３−３から各測定用マイク４（ａ〜ｐ）までに対応する伝達関数Ｈａ−３〜Ｈｐ−３が設定され、それぞれ音声再生部６−３から入力される音声信号Ｓ３に対し設定された伝達関数Ｈに基づく演算処理を行って、再現信号ＳＨａ−３〜ＳＨｐ−３を出力する。これにより測定用スピーカ３−３（Position3）の音像を再現するための再現信号が得られる。
さらに、演算部７ａ−４〜７ｐ−４は、測定用スピーカ３−４から各測定用マイク４（ａ〜ｐ）までに対応する伝達関数Ｈａ−４〜Ｈｐ−４が設定され、それぞれ音声再生部６−４から入力される音声信号Ｓ４に対し設定された伝達関数Ｈに基づく演算処理を行って再現信号ＳＨａ−４〜ＳＨｐ−４を出力する。これにより測定用スピーカ３−４（Position4）の音像を再現するための再現信号が得られる。
【００３９】
加算器２１ａ〜加算器２１ｐは、再現用スピーカ８ａ〜８ｐと１対１の関係により設けられ、演算部７ａ−１〜７ｐ−１、演算部７ａ−２〜７ｐ−２、演算部７ａ−３〜７ｐ−３、演算部７ａ−４〜７ｐ−４のうち、同じ添え字（アルファベット）の付された演算部７からの出力を入力し、それらを加算して同じ添え字の付される再現用スピーカ８に供給する。
つまり、例えば加算器２１ａは、演算部７ａ−１、７ａ−２、７ａ−３、７ａ−４からの４つの再現信号ＳＨａ−１、ＳＨａ−２、ＳＨａ−３、ＳＨａ−４を入力し、これらを加算した再現信号ＳＨａ-1234を再現用スピーカ８ａに供給する。これによってスピーカ８ａからは、図６に示した全てのPositionから測定用マイク４ａまでの経路に対応した再現音声を出力することができる。
また、例えば加算器２１ｐは、演算部７ｐ−１、７ｐ−２、７ｐ−３、７ｐ−４からの４つの再現信号ＳＨｐ−１、ＳＨｐ−２、ＳＨｐ−３、ＳＨｐ−４を入力し、これらを加算した再現信号ＳＨｐ-1234を再現用スピーカ８ｐに供給する。これによりスピーカ８ｐからは、図６に示した全てのPositionから測定用マイク４ｐまでの経路に対応した再現音声を出力することができる。
【００４０】
このような再現信号ＳＨの加算が他の加算器２１ｂ〜２１ｏにおいて同様に行われることで、それぞれ対応するスピーカ８ｂ〜８ｏにおいても、同様に全てのPositionから該当する測定用マイク４までの経路に対応した再現音声を出力することができる。なお、このような各加算器２１の加算により生成される再現信号ＳＨについては、対応する添え字（アルファベット）に「-1234」を付して示している。
【００４１】
そして、第２の実施の形態の再現信号生成装置２０としても、各音声再生部６からの音声信号Ｓは各演算部７に供給すると共に、ドライ音出力スピーカ９に対しても分岐して供給するようにされる。すなわち、音声再生部６−１からの音声信号Ｓ１はドライ音出力スピーカ９−１に対しても分岐して供給し、音声再生部６−２からの音声信号Ｓ２はドライ音出力スピーカ９−２に対しても分岐して供給するようにされる。同様に、音声再生部６−３からの音声信号Ｓ３はドライ音出力スピーカ９−３に対しても分岐して供給し、音声再生部６−４からの音声信号Ｓ４はドライ音出力スピーカ９−４に対しても分岐して供給するように構成される。
【００４２】
図８は、この場合の再現環境１１にて行われる音場再現動作について模式的に示している。
先ず、この場合としても再現環境１１においては、再現用スピーカ８ａ〜ｐを、図６に示した測定環境１における測定用マイク４ａ〜ｐと幾何学的に同等の配置関係が得られるようにして配置している。このことから、この場合も再現用スピーカ８ａ〜ｐが配置されて形成される閉曲面を、閉曲面１０として示している。
【００４３】
また、上記したドライ音出力スピーカ９−１、９−２、９−３、９−４は、それぞれ図６に示した測定環境１におけるPosition1、Position2、Position3、Position4に対応して配置ものであり、従ってドライ音出力スピーカ９−１は、図６に示したPosition１に相当する位置に配置され、ドライ音出力スピーカ９−２は図６に示したPosition2に相当する位置に配置されることになる。また、ドライ音出力スピーカ９−３は図６に示したPosition3に相当する位置に配置され、ドライ音出力スピーカ９−４は図６に示したPosition4に相当する位置に配置される。
つまり、これらドライ音出力スピーカ９−１〜９−４は、この再現環境１１における閉曲面１０に対するそれらの位置関係が、図６に示した測定環境１での閉曲面１０に対するそれぞれの測定用スピーカ３（それぞれのPosition）の位置関係と同じとなるようにして配置されるものである。
【００４４】
そして、先の図７による説明からも理解されるように、閉曲面１０上の再現用スピーカ８ａ〜８ｐからは、それぞれの測定用スピーカ３（それぞれのPosition）から個々の測定用マイク４までに対応してそれぞれ生成した、再現信号ＳＨａ-1234〜再現信号ＳＨｐ-1234を出力する。
この結果、これら再現用スピーカ８ａ〜８ｐにより囲われる、再現環境１１における閉曲面１０の内側の聴取者は、図６に示した各測定用スピーカ３（Position1、Position2、Position3、Position4）のそれぞれから音声を再生した場合の音場が、閉曲面１０の外側に擬似的に再現されているように感じることができる。すなわち、これによってPosition1、Position2、Position3、Position4のそれぞれの位置に、音像を再現（定位）させることができ、且つ測定環境１特有の残響も再現できる。
【００４５】
ここで、図７に示した再現信号生成装置１５の構成によれば、Position1、Position2、Position3、Position4ごとに独立して別々の音声を出力することができる。これによれば、各Positionごとに、例えばボーカル、ドラム、ギター、キーボード（鍵盤楽器）などといった異なるPlayerの音声を出力することで、Position1にはボーカル（Player1）、Position2にはドラム（Player2）、Position3にはギター（Player3）、Position4にはキーボード（Player4）などというように、然るべきPositionに然るべきPlayerの音像を定位させることができる。
【００４６】
また、この場合としても、ドライ音出力スピーカ９からは再現信号ＳＨが元とした音声信号Ｓを出力する。つまり、この場合はドライ音出力スピーカ９−１、９−２、９−３、９−４が、それぞれPosition１、Position2、Position3、Position4に対応する位置に配置されるので、それぞれのPosition（Player）からの音声としてのドライ音が出力されるように、ドライ音出力スピーカ９−１からは音声信号Ｓ１を、ドライ音出力スピーカ９−２からは音声信号Ｓ２を、ドライ音出力スピーカ９−３からは音声信号Ｓ３を、ドライ音出力スピーカ９−４からは音声信号Ｓ４をそれぞれ出力する。
このように各ドライ音出力スピーカ９からそれぞれ対応する音声信号Ｓを出力することにより、この場合も第１の実施の形態の場合と同様に残響感及び音像の定位感についての調整が可能となる。
【００４７】
なお、第２の実施の形態では４つの音像を想定するものとしたが、想定する音像の数としてはこれに限定されるものではない。
【００４８】
＜第３の実施の形態＞
第３の実施の形態は、立体による閉曲面１０を想定した場合に対応する手法である。
ここで、先の図３に示したようなマルチチャンネルスピーカを用いた音響再生システムを想定した場合、再生されるコンテンツとして、上方向や下方向からの音像を知覚させるようなコンテンツを作成することが考えられる。
但し、図３のように平面による閉曲面１０とした場合は、音場を再現するエリアとしても平面を定義することになるので、この閉曲面１０内に居る聴取者に上方や下方からの音像を明確に知覚させることが困難とされる。
【００４９】
そこで、第３の実施の形態では、上述のように閉曲面１０を立体として定義するものとし、この立体による閉曲面１０内に形成される複数段の水平面上の複数位置について、先の図４〜図５にて説明したものと同様の手法により音場再現を行うものとする。
【００５０】
なお、第３の実施の形態では、第１の実施の形態と同様に音像として１つのみを定位させる場合を想定し、これに応じドライ音出力スピーカ９としては１つのみを配置するものとする。この場合において、測定環境１での閉曲面１０に対する測定用スピーカ３の配置位置の関係と、再現環境１１での閉曲面１０に対するドライ音出力スピーカ９の配置位置との関係が同等となるようにしてドライ音出力スピーカ９を配置すること、及びこのドライ音出力スピーカ９からドライ音としての音声信号Ｓを出力すること、さらにはこれによって残響感・音像の定位感の調整が可能となる点については、先の第１の実施の形態の場合と同様となるのでここでの改めての説明は省略する。
【００５１】
また、第３の実施の形態としても、第２の実施の形態のように音像を複数定位させるように構成することも可能である。この場合においても、測定環境１での閉曲面１０に対する各測定用スピーカ３の配置位置の関係と、再現環境１１での閉曲面１０に対する各ドライ音出力スピーカ９の配置位置との関係が同等となるようにして複数のドライ音出力スピーカ９を配置すること、及びこれらドライ音出力スピーカ９からそれぞれ対応するドライ音としての各音像ごとの音声信号Ｓを出力すること、さらにはこれによって残響感・音像の定位感の調整が可能となる点については、先の第２の実施の形態の場合と同様となるので説明は省略するものとする。
【００５２】
図９は、第３の実施の形態としての音場再現を行う場合での測定環境１での測定の様子を模式的に示している。
先ず、図示するようにして、この場合は立体による閉曲面１０としては円柱形状を定義し、さらに閉曲面１０内に形成される複数段の水平面として、図示する上段水平面１０−１、中段水平面１０−２、下段水平面１０−３の３つの円形による水平面を定義する。
この図では、図中の両矢印により縦方向を示しており、この縦方向と直交する面を水平面と呼んでいる。また、この縦方向と直交する方向は水平方向と呼ぶ。
【００５３】
そして、これら上段水平面１０−１、中段水平面１０−２、下段水平面１０−３のそれぞれの外周上に対し、複数の測定用マイク４を配置する。この場合、各水平面に対してはそれぞれ測定用マイク４ａ〜４ｊによる１０個の測定用マイク４を配置するものとしている。上段水平面１０−１上に配置される測定用マイク４は、測定用マイク４ａ−１〜４ｊ−１というように、末尾に「−１」を付して表す。同様に中段水平面１０−２上に配置される測定用マイク４は測定用マイク４ａ−２〜４ｊ−２というように「−２」を付して表し、下段水平面１０−３上に配置される測定用マイク４は測定用マイク４ａ−３〜４ｊ−３というように「−３」を付して表す。
【００５４】
そして、これら測定用マイク４ａ−１〜４ｊ−１、測定用マイク４ａ−２〜４ｊ−２、測定用マイク４ａ−３〜４ｊ−３としては、それぞれ上段水平面１０−１、中段水平面１０−２、下段水平面１０−３の中心から法線方向外向きに向けられるように配置する。
また、この場合においては、測定用マイク４ａ−１〜４ｊ−１、測定用マイク４ａ−２〜４ｊ−２、測定用マイク４ａ−３〜４ｊ−３としては、それぞれ同じ添え字（アルファベット）が付されたもの同士が、図中縦方向において同列の関係となうようにして配置される。つまり、例えば測定用マイク４ａ−１、測定用マイク４ａ−２、測定用マイク４ａ−３は、図中縦方向において同列の関係となるように配置されるといったものである。
【００５５】
その上で、この場合も測定環境１においては、発音位置としての閉曲面１０の外側における所要位置に測定用スピーカ３を配置する。ここでは、例えばホールなどでのコンサートを想定して、発音位置はステージ上の演奏者の位置、閉曲面１０は客席側の空間として想定している。これに応じ測定用スピーカ３は、閉曲面１０の水平方向外側に配置する。
【００５６】
そして、この測定用スピーカ３から、先の図１の場合と同様に測定用信号ＴＳＰを出力し、これを各測定用マイク４ごとに検出する。この場合も各測定用マイク４に対しては、測定用スピーカ３からの直接音と共に、壁、床、天井で反射した音声が到達し、これによって測定環境１の空間情報を含んだ音声がそれぞれにおいて検出される。
【００５７】
各測定用マイク４ごとに検出された音声信号は、この場合も図示しないインパルス応答測定装置に供給し、測定用マイク４ごとに対応したインパルス応答の測定を行う。これによって測定用スピーカ３から各測定用マイク４までに対応した伝達関数Ｈが得られる。
この図４では、一例として測定用マイク４ａ−１までに対応した伝達関数Ｈ１−ａ、測定用マイク４ａ−２までに対応した伝達関数Ｈ２−ａ、測定用マイク４ａ−３までに対応した伝達関数Ｈ３−ａを模式的に示している。
ここで示しているように、上段水平面１０−１上に配置された各測定用マイク４（４ａ−１〜４ｊ−１）までに対応した伝達関数Ｈについては、伝達関数Ｈ１−ａ〜Ｈ１−ｊというように「１」をＨの添え字として付して表す。同様に中段水平面１０−２上に配置される各測定用マイク４（４ａ−２〜４ｊ−２）まで対応した伝達関数Ｈは伝達関数Ｈ２−ａ〜Ｈ２−ｊというように添え字「２」を付して表し、また、下段水平面１０−３上に配置される各測定用マイク４（４ａ−３〜４ｊ−３）までに対応した伝達関数Ｈは伝達関数Ｈ３−ａ〜Ｈ３−ｊというように添え字「３」を付して表す。
【００５８】
図１０は、図９に示す立体による閉曲面１０を縦方向で切断したときの断面図を示している。
ここで、上記のようにして第３の実施の形態では、複数の測定用マイク４を配置した３つの水平面を定義しているが、これによれば、先の図１に示した平面による閉曲面１０をさらに上下に１つずつ増やしたことに相当する。つまり、これら３段の水平面のうち中段水平面１０−２が図１に示したものと同様の役割を果たすとすれば、その上段、下段に位置する上段水平面１０−１、下段水平面１０−３は、それぞれ立体による閉曲面１０に対し上方から入力する音声、下方から入力する音声について再現するためのものであるとみることができる。
【００５９】
この際、本実施の形態では、各測定用マイク４としては単一指向性マイクを用いる。これに応じ、上記上段水平面１０−１においては上方からの音声、上記下段水平面１０−３においては下方からの音声について入力するためには、図示するように上段の測定用マイク４−１はやや上方に向ける、下段の測定用マイク４−３はやや下方に向けるようにする。
また、中段水平面１０−２については、上記のようにして図１の場合と同様の役割を果たすようにするため、上下方向には傾けず水平方向に向けるものとする。
【００６０】
このように各測定用マイク４−１、４−２、４−３を向ける方向を定義した場合、閉曲面１０とその外側との音場境界としては、図中に一点鎖線により示すイメージとなる。つまり、上段の測定用マイク４−１が上方に傾けられることで、音場境界の上段部分は閉曲面１０の内側方向に傾くような曲線形状となる。また、下段の測定用マイク４が下方に傾けられることで、音場境界の下段部分は同様に閉曲面１０の内側方向に傾くような曲線形状となる。また、中段の各測定用マイク４−２は水平方向に向けられるので、音場境界の中段部分は縦方向に直線的な形状となる。
図１１は、このようにして形成される閉曲面１０の音場境界イメージの斜視図を示している。
【００６１】
図１２は、図９にて説明した測定環境１での測定結果に基づき音場再現を行う再現環境１１の様子を模式的に示している。
図示するようにして、この場合としても、再現環境１１にて配置する再現用スピーカ８としては、測定環境１において配置した測定用マイク４と同数を配置する。
再現環境１１における閉曲面１０の上段水平面１０−１の外周上に配置される再現用スピーカ８については、再現用スピーカ８ａ−１〜８ｊ−１というように末尾に「−１」を付して表す。また、中段水平面１０−２の外周上に配置される再現用スピーカ８については再現用スピーカ８ａ−２〜８ｊ−２、下段水平面１０−３の外周上に配置される再現用スピーカ８については再現用スピーカ８ａ−３〜８ｊ−３というように、それぞれ「−２」「−３」を付して表す。
【００６２】
そして、上段水平面１０−１上の再現用スピーカ８ａ−１〜８ｊ−１は、測定環境１で配置した測定用マイク４ａ−１〜４ｊ−１と同じ添え字の付されたもの同士の配置関係が同じとなるように配置される。
さらに、中段水平面１０−２上の再現用スピーカ８ａ−２〜８ｊ−２としても、測定環境１で配置した測定用マイク４ａ−２〜４ｊ−２と同じ添え字の付されたもの同士の配置関係が同じとなるようにして配置され、また、下段水平面１０−３上の再現用スピーカ８ａ−３〜８ｊ−３についても、測定環境１で配置した測定用マイク４ａ−３〜４ｊ−３と同じ添え字の付されたもの同士の配置位置が同じとなるようにして配置される。
つまり、これによって図９に示した測定環境１において配置した各測定用マイク４と、この再現環境１１において配置した各再現用スピーカ８とが、幾何学的に同等の配置関係となるようにして配置される。
【００６３】
なお、再現環境１１における閉曲面１０、上段水平面１０−１、中段水平面１０−２、下段水平面１０−３は、測定環境１における閉曲面１０、上段水平面１０−１、中段水平面１０−２、下段水平面１０−３とは異なる空間に存在するものであるが、ここでもこれらは幾何学的に同等の閉曲面又は水平面であるということで、便宜上同一の符号を付している。
【００６４】
そして、この場合の再現環境１１においても、図示するようにしてドライ音出力スピーカ９が配置されることになる。
【００６５】
ここで、第３の実施の形態の再現信号生成装置の構成としては、先の図５に示した第１の実施の形態の再現信号生成装置１５の構成とほぼ同等となる。但し、用いる再現用スピーカ８の数が異なることに応じ、演算部７の数が異なることになる。具体的に、第３の実施の形態の場合の再現信号生成装置としては、先の図９の測定により取得した上段水平面１０−１上に配置される各測定用マイク４（４ａ−１〜４ｊ−１）に対応した伝達関数Ｈ１−ａ〜Ｈ１−ｊ、中段水平面１０−２上に配置される各測定用マイク４（４ａ−２〜４ｊ−２）に対応した伝達関数Ｈ２−ａ〜Ｈ２−ｊ、また、下段水平面１０−３の各測定用マイク４（４ａ−３〜４ｊ−３）に対応した伝達関数Ｈ３−ａ〜Ｈ３−ｊ、をそれぞれ設定した演算部７（７ａ−１〜７ｊ−１、７ａ−２〜７ｊ−２、７ａ−３〜７ｊ−３）を設け、これらに音声再生部６からの音声信号Ｓを供給するように構成する。
そして、これら演算部７ａ−１〜７ｊ−１、７ａ−２〜７ｊ−２、７ａ−３〜７ｊ−３にてそれぞれ設定された伝達関数Ｈに基づく演算処理を施した音声信号Ｓ（つまり再現信号Ｓａ−１〜Ｓｊ−１、Ｓａ−２〜Ｓｊ−２、Ｓａ−３〜Ｓｊ−３）を、再現用スピーカ８ａ−１〜８ｊ−１、８ａ−２〜８ｊ−２、８ａ−３〜８ｊ−３のうち同じ添え字の付される再現用スピーカ８に対しそれぞれ供給するように構成する。
なお、この場合の再現信号生成装置としても、再現信号生成装置１５と同様に、音声再生部６にて再生される音声信号Ｓをドライ音出力スピーカ９に対しても分岐して供給するように構成される。
【００６６】
このような再現信号生成装置の構成からも理解されるように、上段水平面１０−１上に配置された各再現用スピーカ８−１からは、測定環境１において閉曲面１０の上方から閉曲面１０の内側方向に入力する音声について求められた伝達関数（Ｈａ−１〜Ｈｊ−１）に基づき演算処理された再現信号が出力される。つまり、これによれば、上段水平面１０−１上に配置された各再現用スピーカ８−１からは、測定環境１において閉曲面１０の上方から閉曲面１０の内側方向に入力する音声の波面の続きを、再現環境１１における閉曲面１０の内側方向に向けて出力していることに相当する。
同様に、中段水平面１０−２上に配置された各再現用スピーカ８−２、下段水平面１０−３上に配置された各再現用スピーカ８−３からは、それぞれ測定環境１において閉曲面１０の中段から閉曲面１０の内側方向に入力する音声の波面の続き、下方から閉曲面１０の内側方向に入力する音声の波面の続きを、再現環境１１における閉曲面１０の内側方向に向けて出力していることに相当する動作が得られる。
これによって再現環境１１における閉曲面１０内の聴取者には、測定環境１に特有の残響感及び音像の定位感を同様に与えることができると共に、さらに上下方向からの音を知覚させることができる。
【００６７】
また、このような音場再現の手法によれば、聴取者は閉曲面１０内のどの聴取位置においても、上下方向からの音を知覚することができる。この点で上記音場再現によれば、バーチャルサウンドを生成して上下方向からの音を知覚させる場合よりも広い範囲で聴取者に音の上下感を知覚させることができることになる。
また、このような音の上下感は、実測した伝達関数に基づき生成された再現信号に基づくものであり、この点でバーチャルサウンドを用いた場合よりもリアルな音場再現を実現することができるというメリットもある。
【００６８】
なお、ここで確認のために述べておくと、このような第３の実施の形態としての音場再現の手法は、聴取者の真上までスピーカで囲うものではないので、例えば演奏者などの比較的小さな音像を天井方向に定位させることは困難である。
但し、実施の形態で例示しているような音場再現としては、ホールでの演奏などについて適用されることを想定しているので、この場合の音像の定位としては、閉曲面１０に対して水平方向にあるものについてできれば充分であるとの考えもある。
また、それ以外に適用する場合についても、一般に人間の頭上方向に定位させる音像は、例えば部屋の残響や或いは自然界であれば雨・風・雷など、音源の大きさ自体が大きく定位しにくい、又は分散的で指向性が弱いものであることが多い。その意味で、第３の実施の形態の手法のように聴取者の真上方向をスピーカで覆わないとした場合にも、実用上は充分な上方向の定位感を与えることができるといえる。
【００６９】
また、上記により例示したホールでの演奏を再現するような用途のように、水平方向に設定した音像についてのみ定位感を与えるとして割り切った場合などには、上段水平面１０−１については上方向からの残響効果を、また下段水平面１０−３については下方向からの残響効果のみを与えるものとして用いることもできる。すなわち、上方向での音像の定位感、下方向での音像の定位感は与えないものとして割り切るものである。
この場合には、上段水平面１０−１上、下段水平面１０−３上に配置する各測定用マイク４、及び各再現用スピーカ８として、無指向性による測定用マイク４、再現用スピーカ８を用いることもできる。つまり、測定環境１においては、上段水平面１０−１上、及び下段水平面１０−３上の無指向性マイクで測定した結果に基づき伝達関数をそれぞれ生成する。そして、再現環境１１では、音声信号Ｓをこれらの伝達関数に基づき演算処理した再現信号を、それぞれ上段水平面１０−１上の無指向性スピーカ、下段水平面上１０−３上の無指向性スピーカから出力するものである。
ここで、無指向性マイクによれば、単一指向性マイクを用いる場合よりも広く測定環境１における反響成分を取り込むことができる。つまり、その分伝達関数としてはより多く測定環境１における空間情報を取り入れることができ、従ってこの伝達関数に基づき演算処理をした再現信号を上記のようにして無指向性スピーカから出力すれば、より多くの残響効果を与えることができるようになる。
【００７０】
また、第３の実施の形態では、閉曲面１０内の複数段の水平面として３段の水平面を定義する場合を例示したが、水平面としては２段とすることもできる。
水平面を２段とした場合、一方は従来と同様に測定環境１での残響感及び音像定位感を得るための水平面とすることができ、もう一方を上方向からの音を知覚させるための水平面、又は下方向からの音を知覚させるための水平面とすることができる。つまり、これによれば、少なくとも上方向、又は下方向からの音を知覚させることができる。
或いは、上段水平面１０−１、下段水平面１０−３のみを定義すれば、上下双方からの音を知覚させることができる。但し、この場合は中段水平面１０−２に相当する水平面がないので、音像の定位感は薄れるものとはなる。
【００７１】
また、水平面としては３段よりも多くすることもできる。
ここで、実施の形態で説明しているような音場再現の手法としては、理論的には、閉曲面１０として球面を定義し、この球面上の無数の水平面で波面の続きを再現することで、理想的な音場再現を行うことができるというものである。このことによれば、理想的には水平面の段数を可能な限り増やしてより多くの水平面上の複数の点で波面の続きを再現することで、より測定環境１での残響感や音像定位感の忠実度を高めることができる、ということになる。これに従えば、水平面の段数を３つよりも増やすことによっては、より音場再現の忠実度は高めることができる。
【００７２】
また、第３の実施の形態では、各水平面において測定用マイク・再現用スピーカは縦方向に同列となるように配置する場合を例示したが、必ずしも同列とする必要はない。例えば、上段水平面１０−１、下段水平面１０−３との関係でのみ測定用マイク・再現用スピーカを同列とする、或いは上段水平面１０−１、中段水平面１０−２、下段水平面１０−３の全てについて測定用マイク・再現用スピーカの縦方向での配置位置をずらすということもできる。
このように同列としない場合でも、各測定用マイク４と各再現用スピーカ８とが幾何学的に同等の配置関係となるように配置することで、同列とする場合と同様の効果を得ることができる。
【００７３】
また、第３の実施の形態では、各水平面上で配置する測定用マイク４・再現用スピーカ８の数を同数としたが、各水平面で配置する測定用マイク４・再現用スピーカ８の数は必ずしも同数とする必要はない。その場合にも、各測定用マイク４と各再現用スピーカ８とが幾何学的に同等の配置関係となるように配置することで、同数とした場合と同様の効果を得ることができる。
【００７４】
また、第３の実施の形態において、閉曲面１０としては円柱形状を定義したが、例えば直方体、立方体、さらには水平面の形状が六角形や八角形などとされる多角柱による形状を定義することもできる。
【００７５】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明としてはこれまでに説明した各実施の形態に限定されるべきものではない。
例えば、各実施の形態で例示した測定用マイク４の配置数、及び再現用スピーカ８の配置数はあくまでも一例に過ぎず、これに限定されるものではない。
【００７６】
また、第２の実施の形態として説明したように仮想音像位置を複数想定する場合について、実施の形態では測定用スピーカ３の配置数と定位させるべき音源とが同数となる場合のみを例示した。すなわち、例えば定位させるべき音源がボーカル、ドラム、ギター、キーボードの４つとされる場合において、ボーカルはPosition1に、ドラムはPosition2に、ギターはPosition3に、キーボードはPosition4に定位させるといったように、定位させるべき音源の数と、測定用スピーカ３の配置数とが１対１の関係となる場合のみを例示した。
しかしながら、多くの音源を定位させるとして、多くの測定用スピーカ３を用いてそれぞれのPositionごとに伝達関数を測定することは、例えば測定時間の短縮化などの面から好ましくないことが考えられる。
【００７７】
そこで実施の形態の音場再現としては、次の図１３〜図１４に示すような変形例としての手法を採ることによりこれを回避することもできる。
なお、これら図１３・図１４では、一例として、定位させるべき音源の数が４つの場合において、測定で用いる測定用スピーカ３（Position）の数を２個に削減する場合の手法を示す。
先ずは図１３（ａ）に示すように、この場合において定位させるべきとされた４つの音源、例えば先のボーカル、ドラム、ギター、キーボードを想定した場合には、これら４人のPlayerごとに収録した４つの音声信号（順に音声信号Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４とする）を、所要の２つのPositionから出力すべき音声信号にダウンミックスする。この図の例では、Position3とPosition4に絞る例を示しており、Position1及びPosition2の音源を、それぞれPosition3の音源とPosition4の音源とにミックスするようにされる。
この際、Position3側にミックスした音声信号については音声信号Ｓ1234-3と呼ぶ。同様に、Position4側にミックスした音声信号については音声信号Ｓ1234-4と呼ぶ。
ここで、確認のために述べておくと、この場合のダウンミックスとしては、これにより生成される上記音声信号Ｓ1234-3、音声信号Ｓ1234-4がそれぞれPosition3、Position4から出力された場合に、Position1に対応する音源がPosition１に定位して聞こえ、Position2に対応する音源がPosition2に定位して聞こえるようにして行われるものである。
【００７８】
このようにして、Position１〜Position4の４つの音源が、Position3とPosition4の２つから出力すべきものにダウンミックスされたので、これに応じこの場合の測定環境１での測定としては、図１３（ｂ）に示されるように、これらPosition3とPosition4とに配置した測定用スピーカ３−３と測定用スピーカ３−４のみを用いて行うことができる。
この図１３（ｂ）に示される測定の結果、Position3から各測定用マイク４（ａ〜ｐ）までに対応した伝達関数Ｈａ−３〜Ｈｐ−３、及びPosition4から各測定用マイク４（ａ〜ｐ）までに対応した伝達関数Ｈａ−４〜Ｈｐ−４が得られる。
【００７９】
そして、この場合の再現環境１１では、次の図１４に示されるようにして、上記測定環境１でのPosition3とPosition4に対応する位置に、それぞれドライ音出力スピーカ９−３、ドライ音出力スピーカ９−４を配置する。また、この場合も測定環境１での各測定用スピーカ４（ａ〜ｐ）と幾何学的に同等の配置位置となるように各再現用スピーカ８（ａ〜ｐ）を配置する。
その上で、ドライ音出力スピーカ９−３からは上記ダウンミックスにより生成した音声信号Ｓ1234-3、ドライ音出力スピーカ９−４からは音声信号Ｓ1234-4を出力する。
また、再現用スピーカ８ａ〜ｐからは、再現信号ＳＨａ-34〜ＳＨｐ-34のうち対応する添え字（アルファベット）が付された再現信号ＳＨを出力する。
この場合、上記再現信号ＳＨａ-34〜ＳＨｐ-34は、図１３（ｂ）の測定で得られた伝達関数Ｈａ−３〜Ｈｐ−３に基づき音声信号Ｓ1234-3を演算処理して生成した再現信号ＳＨａ-3〜ＳＨｐ-3と、伝達関数Ｈａ−４〜Ｈｐ−４に基づき音声信号Ｓ1234-4を演算処理して生成した再現信号ＳＨａ-3〜ＳＨｐ-3とを、それぞれ同じ添え字の付される同士を加算して生成した信号である。
【００８０】
ここで、先にも説明したように、上記ダウンミックスとしては、これにより生成される上記音声信号Ｓ1234-3、音声信号Ｓ1234-4がそれぞれPosition3、Position4から出力された場合に、Position1に対応する音源がPosition１に定位して聞こえ、Position2に対応する音源がPosition2に定位して聞こえるようにして行われる。
これによれば、図１４に示す音場再現が行われて、Position3とPosition4の位置に定位が行われることで、図示されないPosition１、Position2にも、それぞれの音源が定位しているように再現することができる。
つまり、これによって、先の第２の実施の形態のように音源数と測定用スピーカ３の数とを１対１とした場合と同様の結果を得ることができるものである。
【００８１】
なお、上記説明において、この場合はドライ音出力スピーカ９としても９−３、９−４の２つに絞り、それらからダウンミックスして生成した音声信号Ｓ1234-3、音声信号Ｓ1234-4を出力するものとしたが、ドライ音出力スピーカ９については、定位させるべき音源の数に応じて９−１〜９−４の４つを配置し、これらからそれぞれの音源の音声（音声信号Ｓ１、音声信号Ｓ２、音声信号Ｓ３、音声信号Ｓ４）を出力するようにもできる。
【００８２】
また、これまでで説明した実施の形態において、特に再現環境１１がスペース的に狭い場合などには、測定環境１で配置した測定用スピーカ３から閉曲面１０までの距離と同じ距離となるように、再現環境１１における閉曲面１０に対しドライ音出力スピーカ９を配置できない場合も考えられる。
この際、再現信号ＳＨにおける直接音の成分としては、測定環境１での測定用スピーカ３から各測定用マイク４までの距離に応じた遅延時間を有するものとなっているので、上記のようにして再現環境１１における閉曲面１０からドライ音出力スピーカ９までの距離と、測定環境１における測定用スピーカ３から閉曲面１０までの距離が一致しない場合には、再現用スピーカ８から出力される再現音声とドライ音出力スピーカ９から出力されるドライ音とにズレが生じ、適正な音場再現を行うことができなくなってしまう虞がある。
【００８３】
そこで、このように両者の距離を一致させることができない場合などには、次の図１５に示すような遅延補償回路２５を追加した構成とすることもできる。
なお、この図１５では、一例として先の図５に示した第１の実施の形態の場合の再現信号生成装置１５に遅延補償回路２５を追加した場合の構成を示している。
この図１５に示すように、遅延補償回路１５としては、音声再生部６からドライ音出力スピーカ９と各演算部７とに分岐する音声信号Ｓの供給ラインのうち、各演算部７への供給ラインのみに挿入されるようにして設ける。つまり、この場合は再現環境１１における閉曲面１０とドライ音出力スピーカ９との距離の方が短い場合に対応した構成であり、これに応じ再現信号の方を距離誤差に応じて遅延させるように構成したものである。
これにより、上記したような距離誤差による再現音声とドライ音とのズレを解消して、適正な音場再現が行われるようにすることができる。
【００８４】
なお、このようにして閉曲面１０に対する測定用スピーカ３の距離とドライ音出力スピーカ９の距離との誤差を遅延により補償する手法としても、各実施の形態のように両者の距離が同じとなるように配置する手法を採った場合と同等の結果が得られるものである。従ってこの意味で、両手法は同等のものであるとしてみなすことができる。
【００８５】
また、当然のことながら、距離誤差が上記例とは逆の場合（つまりドライ音出力スピーカ９からの出力の方が遅い場合）は、遅延補償回路２５をドライ音出力スピーカ９への音声信号Ｓの供給ライン側に対してのみ挿入するように構成すればよい。
【００８６】
また、各実施の形態において、図示による説明は省略したが、各実施の形態の音場再現手法としては単に音場を再現するのみの用途に限らず、いわゆるフィルムライブなど、映像と同期した音声について再現する用途に適用することができる。この場合、ドライ音出力スピーカ９と閉曲面１０（再現用スピーカ８ａ〜ｐ）との間にスクリーン（ディスプレイ）を配置し、そこに再現音声と同期した映像を表示するようにされる。
このような構成によれば、仮想音像位置とスクリーンに映し出される音源（歌唱者や演奏者など）の位置とが一致するので、聴取者（視聴者）に対しより明確な定位感を知覚させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】測定環境について説明するための模式図である。
【図２】再現環境における再現音声の再生系の基本的な構成について示したブロック図である。
【図３】再現環境について説明するための模式図である。
【図４】第１の実施の形態としての音場再現を行う場合での再現環境における音場再現動作ついて模式的に示した図である。
【図５】第１の実施の形態の再現信号生成装置（音声信号処理装置）の構成について示したブロック図である。
【図６】第２の実施の形態としての音場再現を行う場合での測定環境における測定について模式的に示した図である。
【図７】第２の実施の形態の再現信号生成装置の構成について示したブロック図である。
【図８】第２の実施の形態としての音場再現を行う場合での再現環境における音場再現動作ついて模式的に示した図である。
【図９】第３の実施の形態としての音場再現を行う場合での測定環境での測定動作について模式的に示した図である。
【図１０】第３の実施の形態の場合の測定環境における閉曲面を縦方向に切断したときの断面図である。
【図１１】第３の実施の形態の場合における音場境界のイメージを示した斜視図である。
【図１２】第３の実施の形態としての音場再現を行う場合での再現環境について模式的に示した図である。
【図１３】実施の形態の変形例について説明するための図として、主に音源のダウンミックスと測定環境での測定動作について説明するための図である。
【図１４】実施の形態の変形例について説明するための図として、主に再現環境での音場再現動作について説明するための図である。
【図１５】実施の形態の他の変形例の再現信号生成装置の構成について示したブロック図である。
【符号の説明】
【００８８】
１  測定環境、２  測定用信号再生部、３  測定用スピーカ、４  測定用マイク、１５、２０  再現信号生成装置、６  音声再生部、７  演算部、８  再現用スピーカ、９  ドライ音出力スピーカ、１０  閉曲面、１０−１  上段水平面、１０−２  中段水平面、１０−３  下段水平面、１１  再現環境、２１  加算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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